资源描述：
《无机化学课件5-精简版.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第五章原子结构 和元素周期表费曼(1918-1988)RichardFeynman美国理论物理学家1965年诺贝尔物理奖引自《费曼物理学讲义》如果有一天人类遭遇灭顶之灾，我们的全部知识也将随之被毁灭。假如我们还有时间给后人留一句话，那么这句话应当是：‘所有物质由原子组成。原子是一种永远运动的、远距离相互吸引、近距离相互排斥的微小粒子’。原子原子结构原子序数=核电荷数(z)=质子数=核外电子数质量数(A)=质子数+中子数(N)质子z个原子核原子()中子N=(A-z)个核外电子z个原子的量子力学模型微观粒子：电子、原子、分子微观粒子的运动特征量子化波粒二象性光的波粒二象性既有波动性又有微
2、粒性：光波粒二象性的数学表达（能量量子化）E=nh(n=1,2,...)P=h/、：波动性E、P：微粒性deBroglie波粒二象性德布罗意波（物质波）电子具有波长＝h/m德布罗意L.deBroglie法国物理学家获1929年Nobel物理奖物质波证明—电子的晶体衍射C.Davisson和L.Germar当电子通过晶体时，在屏幕上产生明暗交替的衍射环。这说明电子射线同X射线一样有衍射现象，证明了德布罗意假设的正确性，亦证明了电子具有波动性。电子衍射实验铝箔（a）石墨（b）感光屏幕薄晶体片衍射环纹电子束电子枪电子具有波动性的实验证明Heisenberg测不准原理(1)具有波
3、粒二象性的微观粒子，不能同时测准其位置和速度（动量）。如果微粒的运动位置测得愈准确，则相应的速度愈不易测准，反之亦然。海森堡WernerCarlHeisenberg1902-1972德国物理学家获1932年Nobel物理奖Heisenberg测不准原理(2)式中x表示位置测不准量，P表示动量测不准量，h为普朗克常数(6.62610-34J·s)，为圆周率，m为质量，v表示速度的测不准量。Schrödinger方程薛定鄂ErwinSchrödinger1887-1961奥地利物理学家获1933年Nobel物理奖“当所有其它方法都行不通时，就用薛定鄂方程。”罗素·派克Russe
4、llT.Pack美国化学教育家April1978薛定谔方程薛定谔(Schrödinger)方程：E：体系的总能量V：势能m：微粒的质量：描述电子运动的波函数，也称为原子轨道、原子轨迹或原子函波函数和原子轨道通过薛定谔方程求解而得可以描述原子核外电子运动状态对x的二阶偏导数对y的二阶偏导数对z的二阶偏导数求解(1)必须在球极坐标系中求解 (x,y,z)→(r,,)→Rn(r)Yl,m(,)0≤r0≤≤纬度0≤≤2经度x=rsincosy=rsinsinz=rcosOxyzP(r,,)P′求解(2)R(r)只与电子离核半径有关，称为波
5、函数的径向部分Y(,)只与、两个角度有关，故称为波函数的角度部分在解R(r)方程时，要引入一个参数n，在解()方程时要引入另一个参数l，在解()方程时还要引入一个参数m。主量子数n=1，2，3，4，…7角量子数l=0，1，2，3，…，n-1，共可取n个数值。磁量子数m=0，1，2，…，l。共可取2l+1个数值。在量子力学中，三个量子数都有确定值的波函数称为原子轨道。氢原子的基态1.总能量2.波函数径向部分：角度部分：四个量子数主量子数n[1，2，3，4…]角量子数l[0，1，2，3，…(n-1)，共n个取值]磁量子数m[0，1，2，…，l，共2l+1个取值
6、]自旋量子数ms[½]主量子数—n取值1,2,3,4,…n为正整数(自然数)能量量子化光谱学上用K,L,M,N,…表示意义表示原子轨道能量的高低，核外电子离核的远近，或者说是电子所在的电子层数。n=1表示第一层(K层)，能量最低，离核最近。n的数值大，电子距离原子核远，则具有较高的能量。主量子数—n主量子数n1234567···电子层一二三四五六七···符号KLMNOPQ···角量子数—l用来描述同层中(n相同)不同形状的原子轨道（亚层），取值受主量子数n的限制，对于确定的主量子数n，角量子数l可以为0,1,2,3,4,…(n-1)，共n个取值，光谱学上依次用s,p,d,f,g,…
7、表示。意义角量子数l决定原子轨道的形状n=4时：l=0表示s轨道，能量最低，形状为球形，即4s轨道；l=1表示p轨道，形状为哑铃形，4p轨道；l=2表示d轨道，形状为花瓣形，4d轨道；l=3表示f轨道，能量最高，形状复杂,4f轨道原子轨道的空间取向磁量子数—m取值受角量子数l的影响，对于给定的l，m可取：0,1,2,3,…l意义m决定原子轨道的空间取向若l=3，则m=0,1,2,3共7个值。每一种m的取值，对应一种空间取向。n和l一定的轨道，
